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四、 生态系统中的物质能被循环利用
生态系统
第三章
知 识 点 一
知识点一　生物在水循环中起的作用很小
1. 水循环
2. 过程分析
(1)① 和② 是水循环的两种方式。
(2)海洋亏损的水分通过 的汇集流入海洋而得以弥补。
(3)生物在全球水循环过程中起的作用 。　
蒸发　
降水　
陆地江河　
很小　
×
×
A. ①③④⑤ B. ①②③④⑤
C. ②③ D. ①②④⑤
A
【解析】分析题图可知，①表示水蒸气输运，②表示海洋上空降水，③ 表示蒸发，④表示陆地上空的降水，⑤表示地表径流。故完整组成海陆 间水循环至少需要的环节是①③④⑤，A正确。
知 识 点 二
知识点二　二氧化碳是碳循环的主要形式
1. 地球上的碳绝大部分是以 的形式存在于岩石圈中，其次是 储存在化石燃料中。生物可直接利用的碳是水圈和大气圈中以二氧化碳 形式存在的碳。
碳酸盐　
2. 碳循环过程
含碳有机
物　
二氧化碳　
(2)大气中碳元素进入生物群落的途径是 和化能合成作 用，形式是 。
光合作用　
二氧化碳　
分解作
用　
呼吸作用　
燃烧　
二氧化碳　
含碳有机物　
食物链和食物网　
3. 海洋的碳含量约为大气圈碳含量的 倍，海洋对大气中二氧化碳 含量的调节作用：二氧化碳在大气圈和水圈的界面上通过 作用 而相互交换。碳在生态系统中的含量能通过 的自我调节机制 得到调整，并恢复到原来的平衡状态。
50　
扩散　
碳循环　
【判断正误】
√
×
√
D
A. 甲是生产者，丁是分解者
B. 图中箭头可以表示碳元素的流动方向
C. 碳在乙与丙之间是以含碳有机物的形式进行传递的
D. 图中甲、乙、丙代表的生物共同构成群落
【解析】生物群落由生产者、消费者和分解者构成，图中甲、乙、丙、 丁代表的生物共同构成群落，D错误。
【拓展归纳】　碳循环示意图中各组成成分的判断
甲 乙
(1)图甲——先根据A、B之间为双向箭头且指向B的箭头最多可判断：B 为大气中的CO2库，A为生产者。再根据A、C的箭头都指向D判断：D 为分解者，C为消费者。
(2)图乙——根据A、C之间为双向箭头且指向C的箭头最多，可判断：A 是生产者，C是大气中的CO2库。根据A、B、D的箭头都指向E可进一 步判断：E是分解者，B是初级消费者，D是次级消费者。
知 识 点 三
知识点三　固氮菌等细菌在氮循环中发挥重要作用
1. 氮循环的过程：固氮、氨化、硝化、反硝化等。
(1)固氮途径：主要有高能固氮、工业固氮和生物固氮。
①高能固氮是通过闪电、宇宙射线、陨石、火山爆发等所释放的能量进 行固氮， ，
属于天然固氮方式。
②工业固氮是在高温、高压、催化剂的作用下，将氮气还原为氨气。工 业固氮产量的不断提高，对生态系统中氮的循环产生了重要影响。
③生物固氮是通过固氮菌和蓝细菌等自养或异养微生物进行固氮，是最 重要的固氮途径。
形成的氨或硝酸盐随着降雨到达地球表面　
(2)氨化作用是指尿素和尿酸等通过土壤和水中的 细菌、放线 菌和真菌的代谢活动，转变为无机化合物(氨)并把它释放出来的过程。
(3)硝化作用是指氨和铵盐被 氧化为亚硝酸盐和硝酸盐的 过程。
(4)反硝化作用是指硝酸盐等含氮化合物在 的作用下转 化为N2、NO和N2O的过程。
异养　
硝化细菌　
反硝化细菌　
2. 意义：在自然生态系统中，一方面通过各种 使氮可以被 生物利用，另一方面又通过 使氮不断重返大气，从而使 氮的循环处于一种平衡状态。
固氮作用　
反硝化作用　
3. 过程分析
(1)固氮作用生成的氨或铵盐，通过①② 才能被生物利用。
硝化作用　
(2)动、植物死体和动物的排泄物中的含氮有机物通过③ 转变为无机化合物(氨)。
(3)硝酸盐等含氮化合物通过④ 重返大气。
氨化作用　
反硝化作用　
【判断正误】
×
√
B
A. ①过程中通过生物固定氮素是最重要的固氮途径
B. 进行②过程的生物的代谢类型为异养需氧型
C. 进行③和④过程的生物分别主要是生产者和消费者
D. ⑤过程能增加土壤的肥力，有利于农业生产
【解析】进行②过程的生是硝化细菌，是自养需氧型生物，B错误。
知 识 点 四
知识点四　人类运用生态系统的物质循环规律，在生产实践中实现资源 多层次利用
1. 运用物质循环规律可以帮助人们合理地调整生态系统的 和 ，使物质中的能量更多地流向对 的方向。
物质循环　
能量流动　
人类有益　
2. 人们根据生态学的原理，用系统工程的方法和技术指导生产实践，就 可以实现资源的 或 ，使人和自然环境共同 受益。
多层次利用　
循环利用　
×
×
B
A. 微生物利用的是农作物通过光合作用固定的能量
B. 多途径利用农作物可提高该系统中能量的传递效率
C. 沼渣、沼液作为肥料还田可以促进物质循环再利用
D. 食用菌、产甲烷杆菌及蚯蚓是该生态系统中的分解者
【解析】多途径利用农作物可提高该系统中能量的利用率，但不能提高 能量的传递效率，B错误。
自我检测
自我检测
A. 生态系统中的物质循环主要有水循环、碳循环和氮循环等
B. 所说的生态系统是地球上最大的生态系统——生物圈
C. 物质循环具有全球性
D. 物质在循环过程中不断递减
D
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2
3
4
5
6
A. 物质在特定生态系统中循环的过程
B. 物质在群落的生物体内循环的过程
C. 物质在生态系统各营养级之间循环的过程
D. 物质在群落与非生物环境之间循环的过程
D
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2
3
4
5
6
A. 种植此类草本植物可以减少水土流失
B. 菌渣作为农作物的肥料可实现能量的循环利用
C. 食用菌属于生态系统组成成分中的分解者
D. 菌渣用作饲料实现了物质在植物、真菌和动物间的转移
【解析】能量可多级利用，但不能循环利用，B错误。
B
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6
1吨易腐垃圾(餐厨、厨余和生活垃圾等)
处理方式 生物处置、无害化处置等
处理结果 可堆肥、可发电、可制成生物柴油等
效益 可加工生物柴油30千克、产生沼气可发电117—130千瓦时等
B
A. 生物处置的“主角”是微生物
B. 易腐垃圾可直接被植物吸收
C. 垃圾处理可加快生态系统的物质循环
D. 垃圾处理可实现能量的多级利用
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4
5
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【解析】将垃圾降解采用生物处置的方法主要借助微生物的降解能力， A正确；易腐垃圾不能直接被植物吸收，只有被微生物分解为无机物后 才能被植物吸收利用，B错误；垃圾处理将有机物分解后再利用促进了 生态系统的物质循环，C正确；垃圾处理可实现能量的多级利用，提高 了能量的利用效率，D正确。
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A. 生态系统中的碳循环主要以二氧化碳的形式进行
B. 一条完整的食物链需要甲、乙、丙、丁四种生物成分
C. ①②③都表示呼吸作用，乙可以进行光合作用
D. 在维持生物圈的碳－氧平衡中起至关重要作用的是甲
A
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4
5
6
【解析】绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳，制造有机物，自然界的 大多数生物通过呼吸作用分解有机物，释放能量并且产生二氧化碳，因 此生态系统中的碳循环主要以二氧化碳的形式进行，A正确；食物链中 只包含生产者和消费者，不包括分解者和非生物部分，因此图中一条完 整的食物链需要乙、丙、丁三种生物成分，不需要甲，因为甲属于分解 者，B错误；光合作用从无机环境中吸收二氧化碳，释放氧气，呼吸作 用吸收氧气，释放二氧化碳到无机环境，因此图中的①表示光合作用， ②③表示呼吸作用，乙是绿色植物，属于生产者，既可以进行光合作 用，也可以进行呼吸作用，C错误；图中乙是绿色植物，属于生产者，可以通过光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，因此在维持生物圈的碳－氧平衡中起至关重要作用的是乙，D错误。
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6. 如图所示为某生态系统的碳循环的部分示意图。
请回答下列问题：
(2)CO2被生产者吸收转变成体内物质进入生物群落，再被图中的A、B 的 和C的分解作用以及E的燃烧，转变成CO2后再重新循 环。若此生态系统中的生物群落处在正常演替过程中，生产者吸收的 CO2量 整个生物群落排放的CO2量。
(1)图中的字母 表示大气中的CO2，
由于许多因素的影响，其含量夏季 冬季。
D　
低于　
呼吸作用　
大于　
1
2
3
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5
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(3)若将本题图修改为该生态系统的能量流动示意图，可将D的含义改 为 ，其他字母及文字代表的含义不变，还需要修改之处 如下：增加“光→A”、取消“→E→D”、 。
非生物环境　
取消“D→A”　
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【解析】(1)碳循环示意图中A为生产者、B为消费者、C为分解者、D为 大气中的CO2、E为化石燃料。(2)演替过程中的生物群落，生产者吸收 的CO2量大于整个生物群落排放的CO2量，有利于演替的正常进行。(3) 若改为能量流动示意图，则D为非生物环境，生产者不能利用非生物环 境中的热能，要取消“D→A”。
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